JP2019006468A - 液体充填方法および液体充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間に大容量の液体を急速充填するような場合に、ノズルの口径が大きく、また液体の粘度が低下すると、液垂れしやすくなるという問題がある。ノズルの口径が大きくても、また低い粘度の液体を充填する場合であっても、確実に液垂れを防止できる液体充填方法および液体充填装置を提供する。【解決手段】可撓性壁を含む液通路から充填用液体が供給され、開閉充填ノズル２５のノズルアウター３とシャフトノズル２の間隙を経由しノズル口４から液体を充填する液体充填方法において、液通路を閉鎖させ、充填を停止し、充填の停止と同時または停止後に、シャフトノズルを開閉充填ノズル内でスライドさせシャフトノズルとノズルアウターを当接させてノズル口を閉鎖させ、シャフトノズルに貫設された吸引路２２のノズル口側先端に位置する吸引口２１よりノズル口に残存する液体を、可撓性壁の押圧を解除することにより吸引路を介して液通路内に吸引する。【選択図】図２

Description

本発明は、液体を容器などに充填する液体充填方法および液体充填装置に関する。

従来、液体の充填後に、ノズル口から液体を吸引して液垂れを防止する充填装置には、たとえば特許文献１がある。この充填装置は、開閉弁の弁体に装着したダイアフラムを充填通路に面して配置し、弁体を突出して充填通路を全閉した時に、背面側にエアを供給してダイアフラムを膨出しておき、全閉後にエアを排出してダイアフラムをその弾性により元の状態に復帰させることにより、充填通路を負圧とし、ノズル口から液体を吸引するサックバックの負圧の発生させる機構である。また、さらにノズル口を微細な隙間にしたのち、充填通路を負圧とし、ノズル口に小さな溝を設けてそこから液体を吸引するものが開示されている。

特開平９−８６５９５号公報

しかしながら、短時間に大容量の液体を急速充填するような場合に、ノズルの口径が大きいと、また液体の粘度が低いと、液垂れしやすくなるという問題があり、液垂れを確実になくす必要があった。

本発明は上記問題点を解決して、ノズルの口径が大きくても、また低い粘度の液体を充填する場合であっても、確実に液垂れを防止できる液体充填方法および液体充填装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、可撓性壁を含む液通路から充填用液体が供給され、ノズルアウターとシャフトノズルを具備する開閉充填ノズルの前記ノズルアウターと前記シャフトノズルの間隙を経由しノズル口から液体を充填する液体充填方法において、前記液通路を閉鎖させ、充填を停止し、充填の停止と同時または停止後に、前記シャフトノズルを前記開閉充填ノズル内でスライドさせ前記シャフトノズルと前記ノズルアウターを当接させて前記ノズル口を閉鎖させ、前記シャフトノズルに貫設された吸引路のノズル口側先端に位置する吸引口より前記ノズル口に残存する液体を、前記可撓性壁の押圧を解除することにより前記吸引路を介して前記液通路内に吸引することを特徴とする液体充填方法である。

請求項２記載の発明は、ノズル口まで液体を導く可撓性壁を含む液通路と、ノズルアウターとシャフトノズルを具備する開閉充填ノズルを有する液体充填装置において、前記シャフトノズルには前記シャフトノズルを前記ノズルアウターに当接させて前記ノズル口を開閉する開閉装置が連結され、前記シャフトノズルに貫設された吸引路を有し、前記液通路内の前記可撓性壁に、前記液通路を開閉する開閉機構と、前記ノズル口に残存する液体を前記可撓性壁の押圧を解除することにより前記吸引路を介して前記液路内に吸引する吸引機構とを配接し、前記吸引機構は前記開閉機構の前記ノズル口側に配置される、ことを特徴とする液体充填装置液体充填装置である。

請求項１記載の発明によれば、シャフトノズルを開閉充填ノズル内でスライドさせシャフトノズルとノズルアウターを当接させてノズル口を閉鎖することにより、充填時の大きな開口は閉鎖でき、開閉充填ノズルの外側に付着する液体も吸引口から吸引することにより、ノズル口近傍の液体を確実に吸引することができるので液垂れを確実に防止することができる。したがって、大流量、高速充填用の大口径ノズル口であっても、また粘度の低い液体であっても確実に液垂れを防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、開閉充填ノズルを開閉する開閉装置と吸引機構のサックバックを組み合わせたので、大口径であってもサックバック効果を有効に用いることができる構成とすることができる。

チューブを用いた本発明に係る液体充填装置の全体の構成を示す実施例の縦断面説明図である。 ダイアフラムを用いた本発明に係る液体充填装置の要部の充填時の縦断面説明図である。 図２の充填終了前の縦断面説明図である。 図２の充填終了時のサックバック前の縦断面説明図である。 図２の充填終了時のサックバック後の縦断面説明図である。 開閉充填ノズルの他の実施例を示す縦断面説明図である。 チューブを用いたサックバック機能付きのチューブバルブとダイアフラムを用いるダイアフラムバルブとの比較説明図である。

本発明に係る液体充填方法および装置は、充填後にノズル口からの液垂れを確実に防止することを目的としたもので、ノズル口を閉鎖してノズル口の下方に設けられた吸引自在な吸引口より液垂れを吸引可能とする。これによりノズル口周辺に付着した液体を効果的に吸引し、液垂れを確実に防止するので、特に口径の大きいノズルを使用しての高速充填、大流量充填や低粘度の液体充填に好適である。

［実施の形態］ 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 この充填装置は、図１に示すように、ホッパー５０、可撓性壁を含む可撓性チューブを有する液通路１、開閉機構２４、吸引機構２０、開閉充填ノズル２５、開閉装置５からなる。開閉充填ノズル２５は液通路１の入口流路１ａ、出口流路１ｂ、ノズルアウター３、シャフトノズル２、ノズル口４とからなる。さらに、シャフトノズル２の先端に開放された吸引口２１はシャフトノズル内の吸引路２２を経て液通路口２３をもってして液通路１へと吸引口２１はつながっている。

図２乃至図５と図６とは、前記開閉充填ノズル２５の、ノズル口４の開閉方法が異なるものである。これらは液種や容器によって選定することができる。

いずれの図にも液量の計量装置は記載していないが、容積式のピストンあるいは質量流量計などを選択することができる。また、開閉充填ノズル２５を開閉する開閉装置５の開きの動作は充填用の開閉機構２４の動作と同時もしくは少し先行する動作が好ましい場合が多い。

次に、吸引機構２０は、前述のノズルを開閉する開閉装置５でノズル口４が閉鎖されることにより、液体は充填通路１の出口流路１ｂが完全に閉鎖されるために液垂れは防止されるはずであるが、ノズル口４の外側に表面張力等の理由により、行き場を失った液滴をノズル口４下方先端に設置された吸引口２１に集めて吸引口２１から吸引路２２、吸引路口２３をへて吸引機構２０により液通路内１へと取り込むことができるものである。

そのため、吸引口２１はノズル口４よりも下方に連続して下方方向へ導く形状になっていることが必要であり、逆富士山型や三角錐形状などが望ましい。しかし、吸引口２１がノズル口４の中心でなく、偏心であってもよい。

次に、液体充填装置の開閉機構２４と吸引機構２０の動作の一例を説明する。前述のように、液通路１には、開閉機構２４、吸引機構２０、開閉充填ノズル２５がある。開閉充填ノズル２５を細かく見ると、液通路１の入口流路１ａから出口流路１ｂを経てノズルアウター３とシャフトノズル２とによって構成されるノズル口４がある。ノズル口４と開閉機構２４が開くことにより、液はノズル口４から容器へと充填される（図２参照）。図示しない計量手段にて所定量の手前で吸引機構２０のアクチュエータ９が動作し、可撓性壁であるダイアフラム１０が動作してサックバックの準備を行う工程になる（図３参照）。

ほどなく、所定量の信号により、開閉機構２４が閉鎖して充填が終了する。この時同じくして開閉装置５も動作して、ノズル口４が閉される（図４参照）。開閉機構２４とノズル口４により液通路１ａ及び１ｂは閉鎖される。吸引機構２０のダイアフラム１０が復帰動作を行う（図５参照）ことにより、閉鎖された液通路１ａ及び１ｂ内は陰圧となり、吸引口２１に集まった液垂れをノズルシャフト２設けられた吸引路口２３から吸引路２２を経て液通路１ａ及び１ｂ内に吸引、すなわち、サックバックにより液垂れを吸引することができるのでノズル先端からの液垂れを防止することができるものである。

充填終了前に吸引機構２０のアクチュエータ９を動作させてダイアフラム１０を作動させたが、充填開始や充填中の任意の時に作動させてもよい。しかし、吸引機構２０の構造により、充填能力への影響が考えられる場合がある。図７は可撓性壁としてチューブ１１とダイアフラム１０とを用いる実施例の一例を図示したが、チューブ１１に配置された吸引機構２０を作動させると液通路１が狭くなり、液量の減少が生じる可能性があり、充填完了直前に作動させるとよいことが理解できる。

開閉充填ノズル２５は図２乃至図５はノズル口４がノズルアウター３の内側でノズルシャフト２により閉鎖している一例を示したが、図６ではノズルシャフト２がノズルアウター３の外側（下方）から閉鎖できる実施例を示している。開閉充填ノズル２５の機能は充填に供される液の種類や装置により、適切に設計されるものであることは言うまでもない。

１ 液通路 １ａ 入口液路 １ｂ 出口液路 ２ シャフトノズル ３ ノズルアウター ４ ノズル口 ５ 開閉装置（エアシリンダー） ９ アクチュエータ １０ ダイアフラム １１ 可撓性チューブ ２０ 吸引機構 ２１ 吸引口 ２２ 吸引路 ２３ 吸引路口 ２４ 開閉機構 ２５ 開閉充填ノズル
５０ ホッパー

Claims (2)

1. 可撓性壁を含む液通路から充填用液体が供給され、ノズルアウターとシャフトノズルを具備する開閉充填ノズルの前記ノズルアウターと前記シャフトノズルの間隙を経由しノズル口から液体を充填する液体充填方法において、
   前記液通路を閉鎖させ、充填を停止し、
   充填の停止と同時または停止後に、前記シャフトノズルを前記開閉充填ノズル内でスライドさせ前記シャフトノズルと前記ノズルアウターを当接させて前記ノズル口を閉鎖させ、
   前記シャフトノズルに貫設された吸引路のノズル口側先端に位置する吸引口より前記ノズル口に残存する液体を、前記可撓性壁の押圧を解除することにより前記吸引路を介して前記液通路内に吸引することを特徴とする液体充填方法。
2. ノズル口まで液体を導く可撓性壁を含む液通路と、ノズルアウターとシャフトノズルを具備する開閉充填ノズルを有する液体充填装置において、
   前記シャフトノズルには前記シャフトノズルを前記ノズルアウターに当接させて前記ノズル口を開閉する開閉装置が連結され、
   前記シャフトノズルに貫設された吸引路を有し、
   前記液通路内の前記可撓性壁部分に、
   前記液通路を開閉する開閉機構と、
   前記ノズル口に残存する液体を前記可撓性チューブの押圧を解除することにより前記吸引路を介して前記液路内に吸引する吸引機構とを配接し、
   前記吸引機構は前記開閉機構の前記ノズル口側に配置される、
   ことを特徴とする液体充填装置。